DE3635052A1 - Werkzeug zur spanabehbenden metallbearbeitung wie anfasen, stechen, plandrehen und fraesen - Google Patents
Werkzeug zur spanabehbenden metallbearbeitung wie anfasen, stechen, plandrehen und fraesenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug der im Oberbegriff
des Hauptanspruches genannten Art.
Für die spanabhebende Metallbearbeitung, wie das Stechen,
sind derartige Werkzeuge durch Prospekte der Firma
Valenite -M-LC-101 bekannt. Ferner sind Werkzeuge zum
Bearbeiten des Stirnrandes von Rohren bekannt, die sowohl
eine Innenfase als auch eine Außenfase an der Rohrstirn
wand erstellen. Ein solches Werkzeug ist durch die
US-PS 35 63 119 bekannt, das außer den Anfasschneidkanten
noch ein Abstechwerkzeug aufweist. Die genannte Druck
schrift jedoch offenbart nur eine herkömmliche Stech
klinge mit aufgesetztem Anfasmesser, das an jeder Seite
zwei V-förmig gegeneinander gestellte Schneidkanten be
sitzt. Sie beschreibt keinen Schneidenträger mit aus
wechselbarem Hartmetall-Schneideinsatz, der in seiner
Lage genau festgelegt und gegen Zug und Druck gesichert
ist, um die gewünschten Schnittiefen bzw. die Seite 5
die gewünschte Lage und Ausbildung der Fasen exakt ein
halten zu können.
Die DE-OS 30 44 790 beschreibt einen Scheibenfräser,
dessen Schneideinsätze auf der Anlagefläche mit einer
Vertiefung versehen sind, in die eine federnde Zunge
oder ein federnder Ansatz der benachbarten Sitzbacke
des Schneidenträgers eingreift. Ein solcher Schneidein
satz wird gegen leichtere Zentrifugalkräfte durch die
federnde Zunge des Schneidenträgers gesichert; eine
Sicherung in Längsrichtung bei stärkerer Beanspruchung
des Schneidmessers auf Zug ist hierdurch nicht gegeben,
wie sie beim Schneiden einer Innenfase an der Rohrstirn
wand, bei höheren Drehzahlen des Fräsers oder beim Plan
drehen auftreten. Die DE-OS 33 13 693 schlägt als
Sicherungselement Ringe vor, die im Ende der Aufnahme
tasche verankert sind und in eine Rastnut am Ende des
Schneideinsatzes eingreifen. Das hat sich wegen der
komplizierten Handhabung nicht bewährt.
Diesem Stand der Technik gegenüber besteht die Aufgabe
der Erfindung darin, ein Werkzeug zum Stechen, Anfasen,
Plandrehen und Fräsen des Stirnrandes eines Rohres zu
schaffen, bei dem der Schneideinsatz mit Hilfe konstruk
tiv einfacher Mittel gegen Zug und gegen Druck in seiner
Längsrichtung gesichert wird und seine Stellung im
Schneidenträger festlegbar ist. Das Einsetzen und Ent
fernen des Schneideinsatzes aus dem Schneidenträger soll
hierbei arbeitssparend erfolgen können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merk
male des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor.
Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung
und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches.
Die Erhebung der unteren Anlagefläche und die bogen
förmige Ausnehmung des Schneideinsatzes bilden im Gegen
satz zu der durch die DE-OS 30 44 790 bekannten Feder
zunge oder dem federnden Ring gemäß DE-OS 33 13 693 einen
starren Anschlag, so daß der Schneideinsatz seine
Stellung in dem Schneidenträger in gleichem Maße bei
Beanspruchung auf Zug, wenn die Innenfase eines Rohr
stirnrandes, oder auf Druck, wenn die Außenfase erstellt
wird, genau einhält. Die federnd schwenkbewegliche Sitz
backe des Schneidenträgers drückt die bogenähnliche Aus
nehmung des Schneideinsatzes fest auf die Erhebung der
unteren Anlagefläche des Schneidenträgers, so daß er
in beiden Richtungen seiner Längsachse gesichert ist.
Die Lage der Ausnehmung und der Erhebung im Vorderbereich
der unteren Anlagefläche ist optimal sowohl für die Ver
spannung durch die federnd schwenkbewegliche Sitzbacke
als auch zum Abtragen der Schnittkräfte aus dem Schneid
einsatz. Durch die Verlängerung der Anlagefläche vor
der bogenähnlichen Ausnehmung und der entsprechenden
Erhebung des Schneidenträgers wird bereits beim Ein
schieben des Schneidmessers in seinen Sitz ein starrer
Anschlag gebildet, der eine genaue Stellung des Schneid
einsatzes gegenüber dem Schneidenträger gewährleistet
und das Abtragen der Schnittkräfte weiter verbessert,
insbesondere wenn die Anlageflächen in diesem Bereich
etwa senkrecht zu den resultierenden Schnittkräften ange
stellt sind. Die Fortführung des Querschnittes der
prismatischen Anlageflächen über die bogenförmige Aus
nehmung bzw. Erhebung hinweg in den nach unten ver
längerten vorderen Bereich der unteren Anlageflächen
gibt dem Schneideinsatz besondere Stabilität gegen seit
liche Abdrängkräfte beim Schneiden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel des er
findungsgemäßen Werkzeugs dargestellt und zwar zeigt
Fig. 1 den Schneidenträger in Seitenansicht mit einge
setztem Schneideinsatz,
Fig. 2 den Schneidenträger mit Schneideinsatz in Drauf
sicht auf die Oberkante,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schneideinsatz,
Fig. 4 das Einsetzen des Schneideinsatzes in die Auf
nahmetasche des Schneidenträgers,
Fig. 5 den eingesetzten Schneideinsatz, bevor die
schwenkbewegliche Backe gegen den Schneideinsatz
gespannt wird und
Fig. 6 in vergrößertem Maßstab gegenüber den Fig. 1
bis 5 die erfindungsgemäße Ausbildung der Er
hebung der vorderen unteren Anlagefläche und
der Ausnehmung des Schneideinsatzes des
Schneidenträgers.
Der Schneidenträger 1, auch Schwert genannt, weist
flachen, rechteckigen Querschnitt mit der oberen Kante 2,
der unteren Kante 3 und der zu dieser Kante rechtwinklig
verlaufenden Stirnkante 4 auf. Von der Stirnkante 4 aus
gehend ist die Aufnahmetasche 6 für den Schneideinsatz S
in den Schneidenträger eingearbeitet. Oberhalb der Auf
nahmetasche 6 ist der Schneidenträger zur Verbesserung
des Spanabflusses abgeschrägt.
Die Aufnahmetasche 6 wird begrenzt von der oberen Sitz
backe 7 mit der oberen prismatischen Anlagefläche 11
und der unteren Sitzbacke 8 mit der unteren prismatischen
Anlagefläche 12, die sich parallel oder annähernd
parallel gegenüberliegen. Der Schneideinsatz S ist in
bekannter Weise mit entsprechenden Anlageflächen 13 a
versehen (Fig. 3), um ihm in dem Sitz 6 den notwendigen
seitlichen Halt zu verleihen.
Ausgehend von der Querbohrung 10 durch den Schneiden
träger erstreckt sich unter einem Winkel von etwa 45°
zur Halterlängsachse L ein Schlitz 14, durch den die
Backe 7 von dem übrigen Schneidenträger 15 getrennt und
nur über den schmalen Steg 9 zwischen der Aufnahmetasche
und der Bohrung 10 mit dem Schneidenträger verbunden
ist. Der Schlitz 14 wird durch eine Bohrung 16 unter
brochen, in die ein Keilelement 17 (Exzenter, Konus od.
dgl.) hineinragt, das mittels der Schraube 18 derart
verstellt werden kann, daß die Backe 7 in Richtung des
Pfeiles 19 drehbeweglich um die Mitte 20 des Steges 9
gegen den Schneideinsatz S verstellt werden kann, wodurch
dieser in seinem Sitz 6 festgeklemmt wird.
Der Schneideinsatz S besitzt ein Paar Schneidkanten 21,
die unter einem Winkel δ von 45° gegen die Längsmittel
ebene E des Schneidenträgers 1 angestellt sein können
und für das Außenfasen vorgesehen sind. Winkelig zum
Kantenpaar 21 sind die Schneidkanten 22 an dem Kopf des
Schneideinsatzes S angeordnet, die dem Innenfasen dienen
und unter einem Winkel β von 120° gegen die Ebene E
verlaufen.
Die Anlagefläche 12 der unteren Sitzbacke 8 weist im
vorderen Bereich nahe der Öffnung des Sitzes 6 eine
bogenähnliche Erhebung 23 auf. Diese ist symmetrisch
oder annähernd symmetrisch ausgebildet und weist einen
bogenförmigen Abschnitt 24 und zwei sich daran an
schließende gerade oder etwa gerade Abschnitte 25, 26
auf. Der Abschnitt 26 geht in eine Verlängerung 27 über,
die die gleiche Schrägstellung aufweist wie der Ab
schnitt 26 und etwa senkrecht zu den resultierenden
Schnittkräften beim Außenfasen ausgerichtet ist. Der
Querschnitt der prismatischen Anlagefläche 12, wie er
bei 13 in Fig. 1 erkennbar ist, setzt sich bei 28 an
der bogenähnlichen Erhebung 23 fort und kann bis in die
Verlängerung 27 und 28 a geführt sein.
Der Schneideinsatz S weist eine der bogenähnlichen Er
hebung 23 entsprechende Ausnehmung 30 auf, deren vordere
Anlagefläche 31 ebenfalls eine Verlängerung 32 aufweist,
die gegen den Abschnitt 26, 27 der Erhebung 23 anliegt.
Der Querschnitt der prismatischen unteren Anlagefläche
33 ist ebenso wie bei der Anlagefläche des Schneiden
trägers über die Ausnehmung 30 hinweg - bei 13b - bis in
die schräge Verlängerung 32 der Anlagefläche hineinge
führt.
Die Ausbildung des Schneideinsatzes 1 und seines Sitzes 6
ist so getroffen, daß der Abstand zwischen der Kante 5 a
und der Erhebung 23 bei ungespannter Backe 7 gleich oder
größer als die Höhe b des Schneideinsatzes ist (Fig. 5),
so daß der Schneideinsatz in der genannten Lage der
Backe 7, wie dies Fig. 4 verdeutlicht, in Längsrichtung
(Pfeil R) in den Sitz 6 geschoben werden kann. Die Ver
längerung 32 der Ausnehmung 30 des Schneideinsatzes
findet Anlage an dem Abschnitt 26 der Erhebung 23,
wodurch die Lage des Schneideinsatzes S gegenüber dem
Schneidenträger bestimmt und der Schneideinsatz durch
Schwenken der Backe 7 in Richtung des Pfeiles 19
zwischen den Anlageflächen 11, 12 festgeklemmt wird.
Fig. 5 verdeutlicht, daß bei ungespanntem Zustand die
Backe 7 mit ihrer Anlagefläche noch einen geringen Ab
stand von der benachbarten Anlagefläche des Schneidein
satzes aufweist.
Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß die Erhebung 23 und
die Ausnehmung 30 einen starren Anschlag für den Schneid
einsatz sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung in der
Längsachse des Schneideinsatzes bilden, wobei die dem
Anschlag abgewandte, schwenkbewegliche Backe 7 für ein
Andrücken des Schneideinsatzes gegen die starre Erhebung
23 sorgt. Trotz der starren Erhebung 23 und der Aus
nehmung 30 läßt sich der Schneideinsatz S ohne Schwierig
keiten in den Sitz 6 einschieben.
In gleicher Weise wie bei dem beschriebenen Faswerkzeug
läßt sich die Erfindung auch bei anderen Werkzeugen ver
wenden, bei denen ein Schneideinsatz auf einem schmalen
Schneidenträger befestigt ist, exakt positioniert werden
muß und auch gegen zeitweilige Zugkräfte gesichert werden
muß. Diese Verhältnisse können beim Stechen, bei
Scheibenfräsern und beim Plandrehen auftreten.
Zum Stechen und Fasen kann der Schneideinsatz S zusätzlich
zu den Kantenpaaren 21, 22 einen zentrischen Vorsprung 34
als Vorstecher aufweisen, der die Stechkanten 35, 36 und 37
aufweist. Ein solcher Vorstecher ist in Fig. 2 in gestrichel
ter Linie dargestellt.
Claims (14)
1. Werkzeug für die spanabhebende Metallbearbeitung - An
fasen, Stechen, Plandrehen und Fräsen -, bestehend aus
einem schmalen Schneidenträger und auswechselbaren
Hartmetall-Schneideinsätzen mit folgenden Merkmalen:
- a) Der Schneidenträger (1) hat eine Aufnahmetasche (6) für die Schneideinsätze (S) mit oberen und unteren Sitzbacken (7, 8) mit annähernd parallelen oberen und prismatischen unteren Anlageflächen (11, 12) für die Schneideinsätze S.
- b) Durch einen Schlitz (14) im Schneidenträger (1) bis nahe an den hinteren Abschluß der Aufnahme tasche (6) ist eine Sitzbacke (7) über einen schmalen Steg (9) federnd schwenkbeweglich.
- c) Die federnd schwenkbewegliche Sitzbacke (7) ist gegen den Schneideinsatz (S) anpreßbar gekennzeichnet durch
- d) die untere Sitzbacke (8) hat im vorderen Bereich der unteren Anlagefläche (12) eine bogenförmige, quer über die Anlagefläche verlaufende Erhebung (23) und der Schneideinsatz (S) hat in der unteren Anlagefläche eine der Erhebung (23) gegenüber liegende komplentäre Ausnehmung (30).
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die untere Anlagefläche der Sitz
backe (8) auf der Vorderseite der Erhebung (23) über
die Fluchtlinie der prismatischen unteren Anlagefläche
(12) hinaus verlängert ist (27) und die untere An
lagenfläche des Schneideinsatzes (S) im vorderen Bereich
der Ausnehmung (30) entsprechend nach unten verlängert
ist (32).
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anlagefläche (27) vor der
Erhebung (23) und die Anlagefläche (32) vor der Aus
nehmung (30) in gerade Schrägflächen auslaufen.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schrägflächen (27, 32) etwa
senkrecht zur resultierenden Schnittkraft ausgerichtet
sind.
5. Werkzeug nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Querschnitt der prismatischen
Anlagefläche (12) der Sitzbacke (8) und der prisma
tischen Anlagefläche (33) des Schneideinsatzes über
die Erhebung (23) bzw. die Ausnehmung (30) hinweg
in die Schrägflächen (27, 32) weitergeführt ist.
6. Werkzeug nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei ungespannter, federnd
schwenkbeweglicher Sitzbacke (7) der Abstand der Er
hebung (23) der unteren Anlagefläche (12) von der
oberen Anlagefläche (11) der Aufnahmetasche gleich
oder größer als die Höhe des Schneideinsatzes (S) ist.
7. Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge nach Anspruch 1
bis 6 mit annähernd parallelen oberen und prisma
tischen unteren Anlageflächen (33) zur Befestigung
in der Aufnahmetasche (6) eines Schneidenträgers (1),
gekennzeichnet durch eine quer über die
Anlagefläche verlaufende bogenförmige Ausnehmung (30)
im vorderen Bereich der unteren Anlagefläche.
8. Schneideinsatz nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die untere Anlagefläche
(32) vor der Ausnehmung (30) über die Fluchtlinie
der unteren prismatischen Anlagefläche (33) hinaus
nach unten verlängert ist.
9. Schneideinsatz nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die verlängerte
untere Anlageflächen, (32) vor der Ausnehmung (30)
in eine Schrägfläche ausläuft.
10. Schneideinsatz nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schrägfläche (32)
etwa senkrecht zur resultierenden Schnittkraft ange
stellt ist.
11. Schneideinsatz nach Ansprüchen 7 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Quer
schnitt der prismatischen unteren Anlagefläche (33)
über die Ausnehmung (30) hinweg in die Schrägfläche
(32) weitergeführt ist.
12. Schneideinsatz nach Ansprüchen 7 bis 11, gekenn
zeichnet durch beidseitig angeordnete
im Winkel angestellte Schneidkantenpaare (21, 22)
zum Innen- und Außenfasen.
13. Schneideinsatz nach Anspruch 12, gekennzeich
net durch einen zentrischen Vorsprung (34) vor
den Schneidkantenpaaren (21, 22) mit einer Kopfschneide
(36) und zwei Seitenschneiden (36, 37) zum Stechen.
14. Schneideinsatz nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2
bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhebung an der der schwenkbeweglichen Backe (7)
abgekehrten Anlagefläche (12) angeordnet ist.
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